Способ изготовления датчиков методом гальванического меднения для контроля циклических деформаций

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ МЕТОДОМ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ .ЦИКЛИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ , заключающийся в том, что металлическую пластинку подвергают гальваническому меднению в электролите , содержащем CuSO. и H.SO., снимают с пластины полученное покрытие и разрезают его на части, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при одновременном повышении чувствительности получаемых датчиков, меднение проводят в электролите следующего состава: 125-250 г/л по CuSO(j-5H20, 20-70 г/л по H,S04 при плотности тока от 100 А/м до предельной катодной диффузионной плотности тока и темпера1туре до получения покрытия толщиной 5-30 мкм. (Р оа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /„:;.

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»

ГОСУДАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3748476/25-28 (22) 07.06.84 (46) 15,.11.85. Бюл. У 42

-(71) Курганский машиностроительный институт .(72) E .È. Иванов, А.Ю. Розенберг, А.Г.. Рябухин и В.Н. Сызранцев (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1032328, кл. G 01 В 7/18, 1981. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ МЕТОДОМ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИй, заключающийся в том, что металлическую пластинку подвергают

„„SU„„11917 О A гальваническому меднению в электролите, содержащем CuSO и Н 80 снимают с пластины полученное йо- крытие и разрезают его на части, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при одновременном повышении чувствительности получаемых датчиков, меднение проводят в электролите следующего состава: 125-250 г/л по CuSo< 5Н20, 20-70 г/л по Н ЯО при плотности тока от 100 А/м до предельной катодной диффузионной плотности тока и температуре 3-409С до получения покрытия толщиной 5-30 мкм.

1191730

Изобретение относится к измерительной технике для контроля уровня накопленных в деталях машин устапостных повреждений при циклическом нагружении методом гальванических покрытий.

Цель изобретения — упрощение способа при одновременном повышении чувствительности получаемых датчиков.

На фиг. 1 изображена схема установки для реализации способа; на фиг. 2 — экспериментальные данные испытаний датчиков, изготовленных предлагаемым способом в сравнении 15 с известными данными.

Установка содержит электролизер

1 с размещенными в нем цилиндрическим анодом 2 и катодом 3, которые подключены к источнику 4 постоянного 20 регулируемого тока. Кроме того, в цепь включен амперметр 5. Электродвигатель 6 постоянного тока обеспечивает вращение катода 3 с регулируемоД скоростью. Термостат 7 поддер- 25 живает постоянную заданную температуру электролита в течение электролиза ..

Способ осуществляется следующим образом.

По общепринятой методике готовят электролит, выбирая концентрации Cu$04 5HgO в пределах 125.250 г/л, Н2$0 - 20-70 г/л, и заполняют нм цилиндрический электроли- 35 зер 1. Из электролитической меди изготавливают. цилиндрический полый анод 2 диаметром на 5-15 мм меньше, чем диаметр электролизера 1. Анод 2 обезжиривают, протравливают, промы- 40 вают дистиллированной водой и помещают в электролизер 1. Катод 3 выполняют в виде цилиндра из нержавеющей стали, поверхности его оснований, на которые медное покрытие не наносят, изолируют накладками иэ пластмассы. Боковую рабочую поверхность площадью 0,5 -10 м и более шлифуют, обеэжиривают, промывают. После этого катод 3 закрепляют на оси привода электродвигателя 6 и помещают в электролизер 1 концеНтрически к аноду 2. Приводят катод 3 во вращение с фиксированной скоростью, что обеспечивает установ- ление одинакового гндродинамического режима по всей рабочей поверхности, стандартизацию условий по поверхности. Это повышает однородность, воспроизводимость получаемого покрытия по всей площади. Кроме того, вращение катода 3 позволяет увеличить допустимую плотность тока и, следовательно, производительность.

Гальваническое меднение проводят при фиксированных значениях температуры и плотности тока, выбранных в пределах соответственно 3-40 С и

100 А/м — предельная катодная диффузионная плотность тока. Последнюю определяют по известной методике заранее в предварительных опытах.

Электролиз проводят до получения покрытия толщиной 5-30 мкм.

По окончании электролиза катод

3 с нанесенным покрытием извлекают из электролизера 1, промывают дистиллированной водой и сушат струей холодного вбздуха. Полученное медное покрытие снимают с катода 3 и разрезают на отдельные части, используемые в качестве датчиков °

Примеры результатов экспериментальных испытаний датчиков, изготовленных по предлагаемому и известному способам, представлены на фиг. 2 в виде графиков зависимостей между предельной деформацией появления первых пятен, являющейся критерием чувствительности датчика, и числом циклов переменных напряжений N. Экспериментальные образцы были изготовлены из стали 45 (ГОСТ 1050-74 ), чистота обработки поверхности образцов соответствовала R„ 0,16-0,19 мкм. Модуль сдвига составлял С=8,2 10 MIIa.

Кривая 1 на фиг. 2 соответствует датчикам, изготовленным по известному способу, кривые 2-7 — изготовленным по предлагаемому способу в различных условиях: 2 — соответствует меднению в электролите

CuSO4 5HgO — 200 г/л и Н $0

50 г/л при 40 С и плотности тока

2800 А/м (предельная катодная диффузионная плотность тока), толщина покрытия 10 мкм; 3 — Сц$04 5Н О

250 г/л, Н $04 — 70 г/л, температуре 25 С и плотности тока 800 А/м, толщина покрытия 5 мкм, 4 — Cu$04.х

«5Н О вЂ” 250 г/л, H $0 < — 70 г/л, температуре 25 С и плотности тока

800 А/м ; толщина покрытия 30 мкм;

5 — Сц$04 5Н О вЂ” 125 г/л, Н $04

20 г/л, температуре 3 С и плотнос3. 1 ти тока 100 А/м, толщина покрытия

10 мкм; 6 — CuS0< 5Н О вЂ” 200 г/л >

Н SO — 70 г/л, температуре 12 С и плотности тока 800 А/м, толщина покрытия 10 мкм; 7 — CuSO@ 5H O

250 г/л, Н SO - 50 г/л, температуре

12 С и плотности тока 800 А/м толщина покрытия 10 мкм.

Кривые, соответствующие датчикам, изготовленным по предлагаемому способу (2-7) расположены под кри,вой известных датчиков 1 . При той

:же базе испытаний датчики, изготовленные lID указанному способу, реагируют на меньшие деформации, они обладают большей чувствительностью.

Наибольшее повьппение чувствитель17

4 5 д

44аио уомло8 Лб /Ю

Фиа,2

Составитель Н. Добромыслов

Редактор Л. Авраменко Техред О.Неце Корректор М. Демчик

Заказ 7146737 Тираж 650 Подпйсйое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r... .Ужгород, ул. Проектная, 4

15 ф

Ъ

Ь

% 13

Ф 4

191730 4 ности (до 357.) соответствует датчикам, полученным в условиях, отве" чающих кривым. 6 и 7.

Таким образом, изменение состава электролита и режима меднения .позволяет существенно упростить ,способ изготовлейия датчиков при одновременном повышении на 5-35Х их чувствительности. Достигаемый эффект

1Î расширяет область использования гальванических датчиков для конт- ,роля малых циклических деформаций, уменьшает продолжительность усталостных испытаний. Простота и тех1 .нологичность способа создают благоприятные условия для его промышленной реализации.